DE1145426B

DE1145426B - Kolbenkuehlung von Rotationskolbenmaschinen

Info

Publication number: DE1145426B
Application number: DED33325A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Hermann Mueller; Eberhard Mueller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-05-13
Filing date: 1960-05-13
Publication date: 1963-03-14
Also published as: GB921849A

Description

Kolbenkühlung von Rotationskolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf die Kolbenkühlung bei Rotationskolbenmaschinen mit im Querschnitt trochoidenförmiger Arbeitskammer, in der sich ein Arbeitskolben in Gestalt eines Dreiecks mit bogenförmigen Flanken bewegt, wobei ein flüssiges, über die hohle Maschinenwelle herangeführtes Kühlmittel im Zwangslauf unter Druck durch die Innenräume des Arbeitskolbens gefördert wird, in dem ein über den ganzen Umfang verlaufender Ringkanal vorgesehen ist, der durch eine radiale, senkrecht zur Wellenachse gerichtete Trennwand in zwei Ringraumhälften geteilt ist und in die eine Ringraumhälfte Zulaufbohrungen münden sowie von der anderen Ringraumhälfte Rücklaufbohrungen wegführen.
Es sind Flügeldrehkolben-Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen das Kühlmittel durch die hohle, durch eine Trennwand geteilte Maschinenwelle zu-und auch wieder abgeführt wird. Das noch kalte Kühlmittel tritt hier durch radiale Bohrungen in den Innenraum des Drehkolbens ein, der durch eine radiale Trennwand in zwei Ringraumhälften geteilt ist. Die mittlere Trennwand ist im Bereich der Kolbenflügel mit Durchbrechungen versehen, durch die der Übertritt des Kühlmittels von der einen Ringraumhälfte zur anderen erfolgt. Anschließend strömt das erwärmte Kühlmittel über radial nach innen verlaufende Kanäle zur hohlen Maschinenwelle wieder zurück. Die in die eine Ringraumhälfte führenden Zulaufkanäle und die von der anderen Ringraumhälfte wieder wegführenden Ablaufbohrungen liegen im bekannten Fall, in Umfangsrichtung betrachtet, örtlich im gleichen Sektor und in axialer Richtung hintereinander, so daß neben einem grundsätzlich unkontrollierten Strömungsverlauf des Kühlmittels durch die Innenräume des Kolbens eine Kolbenhälfte nur mangelhaft gekühlt wird.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und eine für die in das Auge gefaßte Maschinen- und Kolbenbauart vollbefriedigende Kühlung zu schaffen, die besonders darin liegt, den Kolben in allen Bereichen gleichmäßig und ausreichend mit Kühlmittel zu beaufschlagen, in dem Mittel und Einrichtungen vorgesehen werden, die den Kühlmittelstrom zwingen, einen bestimmten Weg durch die Kolbeninnenräume zurückzulegen.
Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, in der einen Ringraumhälfte in der Mitte der Kolbenflanken Zuflußbohrungen und in der anderen Ringraumhälfte, ebenfalls in der Mitte der Kolbenflanken, Rücklaufbohrungen für das Kühlmittel vorzusehen und in der Trennwand des Kolbens im Bereich der Kolbenecken axial gerichtete Öffnungen anzuordnen.
In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, die Trennwand im mittleren Bereich der drei Seiten des Kolbens S-förmig zu gestalten, wobei die Zulauf- und die Rücklaufbohrungen voneinander getrennt auf der einen bzw. auf der anderen Seite des S-Bogens liegen.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Kühlmittel im Bereich jeder der drei Kolbenflanken innen an diesem entlang in. Umfangsrichtung bis zu den Kolbenecken weiterfließt; dort richten sich die Kühlmittelströme gegenseitig auf, wobei sie intensiv diese gefährdeten Partien des Kolbens kühlen, um dann in die anderen Ringraumhälften überzutreten und zu den Rücklaufbohrungen wieder zurückzukehren.
Einzelheiten der Erfindung und deren Wirkungsweise gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt die Fig.1 eine Stirnansicht des im Mantel geführten Kreiskolbens teilweise im Schnitt, die Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1 und die Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.1.
Im Mantel 11 des Maschinengehäuses, der Trochoidenform aufweist, bewegt sich der Arbeitskolben K, der dreieckig mit bogenförmigen Seiten 12,13 und 14 gestaltet ist. Der Kolben K ist mit seiner inneren Lauffläche 15, die mit einer Lagerschale 16 ausgekleidet ist, auf einem Exzenter 17 der Maschinenwelle 18 gelagert. In der Lagerschale 16 ist eine Ringnut 19 vorgesehen, in die drei Zuflußbohrungen 20 münden, die von einer in der Maschinenwelle 18 zentral verlaufenden Zuflußleitung 21 ausgehen.
Im Kolben K ist ein über den ganzen Umfang innen an der Außenwand entlang verlaufender, verhältnismäßig großräumiger Ringkanal 22 vorgesehen. Von der Ringnut 19 führen drei Zulaufbohrungen 23 durch den Kolben K zum Ringkanal 22, und zwar im mittleren Bereich der Kolbenseiten 12, 13 und 14; desgleichen führen drei Rücklaufbohrungen 24 das Kühlöl aus dem Ringkanal 22 wieder ab. Sie münden, wie insbesondere aus der Fig. 3 ersichtlich, unmittelbar in das Maschinengehäuse.
Der Ringkanal 22 wird durch eine Trennwand 25 in zwei Hälften geteilt, wobei in die eine Ringkanalhälfte 22' die drei Zulaufbohrungen 23 münden, während von der anderen Ringkanalhälfte 22" die drei Rücklaufleitungen 24 wegführen. In der Trennwand 25 sind im Bereich der Ecken des Kolbens K Übertrittsöffnungen 26 vorgesehen. Im Bereich der Zulaufbohrungen 23 und der Rücklaufbohrungen 24 ist die Trennwand 25 S-förmig gestaltet. Innerhalb dieser S-Bögen 27 befinden sich getrennt voneinander die vorgenannten Bohrungen 23 und 24.
Der Weg des Kühlmittels ist folgender: Es gelangt, durch den Druck einer Pumpe (nicht dargestellt) gefördert, über die Zuflußleitung 21 und die Zuflußbohrungen 20 in die Verteilerringnut 19, fließt von hier über die drei Zulaufbohrungen 23 in den Ringkanal 22, strömt in diesem in Umfangsrichtung zu den Ubertrittsöffnungen 26, durchfließt diese in. axialer Richtung, um dann in Umfangsrichtung wieder zurück zu den Rücklaufbohrungen 24 zu gelangen, durch die es unmittelbar in das Maschinengehäuse abfließt.
An der Mündung der Rücklaufbohrungen 24 in das Maschinengehäuse sind Drosseln 28 eingesetzt, die eine Druckerhöhung in den Innenräumen des Kolbens K bewirken. Die Drosseln 28 münden in eine im Maschinengehäuse vorgesehene ringförmige Fangtasche 29 mit einem Ölablauf 30. Die Mündungen der Rücklaufbohrungen 24 befinden sich in einem radialen Abstand in bezug auf die zentral verlaufende Zuflußleitung 21.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kolbenkühlung bei Rotationskolbenmaschinen mit im Querschnitt trochoidenförmiger Arbeitskammer, in der sich ein Arbeitskolben in Gestalt eines Dreiecks mit bogenföxmigen Flanken bewegt, wobei ein flüssiges, über die hohle Maschinenwelle herangeführtes Kühlmittel im Zwangslauf unter Druck durch die Innenräume des Arbeitskolbens gefördert wird, in dem ein über den ganzen Umfang verlaufender Ringkanal vorgesehen ist, der durch eine radiale, senkrecht zur Wellenachse gerichtete Trennwand in zwei Ringraumhälften geteilt ist und in die eine Ringraumhälfte Zulaufbohrungen münden sowie von der anderen Ringraumhälfte Rücklaufbohrungen .wegführen, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Ringraumhälfte (22') in der Mitte der Kolbenflanken (12,13 und 14) Zuflußbohrungen (23) und in der anderen Ringraumhälfte (22"), ebenfalls in der Mitte der Kolbenflanken, Rücklaufbohrungen (24) für das Kühlmittel vorgesehen sind und in der Trennwand (25) des Kolbens (K) im Bereich der Kolbenecken axial gerichtete Öffnungen (26) angeordnet sind.
2. Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (25) im mittleren Bereich der drei Flanken (12, 13 und 14) des Kolbens (K) S förmig gestaltet ist, wobei die Zulaufbohrungen (23) und die Rücklaufbohrungen (24) voneinander getrennt auf der einen bzw. auf der anderen Seite des S-Bogens (27) liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: »VDI-Zeitschrift«, Bd. 102, S. 317, 318; deutsche Patentschriften Nr. 302 557, 226 721, 128 292; deutsche Auslegeschrift Nr. 1049174; USA.-Patentschrift Nr. 990 742.